andrey

Путь к Файлу: /2 КУРС / КМЭУ / КМЭУ / Электроника / 01_диоды.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   andrey
Добавлен:   05.01.2015
Размер:   58.0 КБ
СКАЧАТЬ

Полупроводниковые диоды

Полупроводниковые диоды – это пассивные (не усиливающие сигналов) электронные приборы с одним p-n переходом и двумя выводами (анод А и катод К).

Их применяют в электронных схемах, предназначенных чаще всего для преобразования параметров электрических сигналов.

Принцип действия

Работу диодов можно понять, рассматривая вольт-амперную характеристику (зависимость тока I от приложенного напряжения), которая имеет нелинейный характер (рис. 1).

Считают, что диод подключен в прямом направлении, когда к аноду подключен положительный, а к катоду отрицательный полюс источника тока.

01_диоды

Рис. 1. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода

 

Этому соответствует ветвь характеристики в I квадранте. Через диод проходит большой ток Iпр (мА) в прямом направлении. При подключении в обратном направлении (плюс к катоду, минус к аноду) ток Iобр, проходящий через диод, очень небольшой (мкА). Этому соответствует ветвь Uобр (Iобр) в III квадранте. Такой ток называют “обратным”.

Таким образом, диод обладает односторонней проводимостью – пропускает ток только в прямом направлении. Идеальный диод имеет нулевой обратный ток Iобр = 0.

Значения (номинальные) основных параметров диодов обычно приводят в справочниках. К ним относятся:

- максимальный прямой ток Iпр max – самый большой ток, который может длительное время проходить через диод, не повреждая его. Для различных диодов этот ток составляет от 20 мА до десятков ампер;

- максимальное обратное напряжение Uобр max – наибольшее значение напряжения, которое диод может выдержать длительное время без пробоя. Оно составляет от 10 до 1500 В;

- обратный ток Iобр – это ток диода при напряжении Uобр max и температуре 25 оС.

01_диоды

Рис. 2. Условные обозначения полупроводниковых диодов и тиристоров

 

Существует большое разнообразие технологий изготовления, конструкций и параметров диодов. В зависимости от использованного материала они бывают германиевые, кремниевые, селеновые и др. По значению Iпр различают маломощные диоды (Iпр < 300 мА), средней мощности и мощные (Iпр > 10 А).

Область применения

Диоды (рис. 2, а) используют в схемах выпрямителей тока (преобразуют переменный ток в постоянный), детекторов (демодуляторов – на вход подают модулированное напряжение, а на выходе получают информационный сигнал), ограничителей (на выходе диода сигнал принимает определенные значения), импульсных устройств (формируется импульсный сигнал) и др. Их применяют в качестве стабилизаторов постоянного напряжения (рис. 2, б). В оптоэлектронике используют свойство некоторых диодов изменять значение обратного тока пропорционально освещенности. Это фотодиоды (рис. 2, в). Диоды могут излучать свет в зависимости от силы проходящего в прямом направлении тока. Это светодиоды (рис. 2, г).

Тиристоры

Тиристоры (рис. 2, д и 3) – полупроводниковые приборы с тремя электрическими p-n-переходами, которые имеют два устойчивых состояния.

Их называют также управляемыми диодами из-за наличия управляющего электрода. Область р1, в которую попадает ток из внешней цепи, называют анодом, область n2 – катодом, области n1 и p2 – базами. Переход 2 называют коллектором.

01_диоды

Рис. 3. Схема питания тиристора (а) и его вольт-амперная характеристика (б)

Принцип действия

При обратном включении (плюс к катоду, минус – к аноду) тиристор заперт и его характеристика похожа на характеристику запертого диода (рис. 3, б). При подаче положительного напряжения ЕА на анод тиристор открыт – переходы 1,3 открыты и смещены в прямом направлении, а коллекторный 2 - закрыт и смещен в обратном направлении. Когда внешнее напряжение мало UА << Uвкл, все оно практически падает на переходе 2, и тиристор закрыт. Когда UА >> Uвкл, в тиристоре начинается ударная ионизация и он открывается. Сопротивление перехода 2 резко снижается, а напряжение на нем вследствие этого скачкообразно падает до Uн. Тиристор открыт, пока  UА > Uн(ветвь АВ).

Напряжение на управляющем электроде не сказывается на работе прибора в открытом состоянии. Если тиристор закрыт (UА < Uн), то для его открытия необходимо подать напряжение UА >> Uвкл. Однако тиристор можно открыть и кратковременными импульсами, которые имеют такую амплитуду, что анодное напряжение становится большим или равным напряжению включения. После исчезновения импульса UА должно быть больше Uн.

Таким образом, меняя ток в управляющем электроде (IG2 > IG1 под влиянием UА), открывать тиристор можно при меньшем напряжении (характеристика вновь соответствует ветви АВ). Ток в управляющей цепи оказывает влияние только на момент открытия тиристора.

Номинальные параметры тиристоров:

- максимально допустимое напряжение при обратном включении;

-  максимальный прямой ток;

- максимально допустимая рассеиваемая на аноде мощность и др.

Однако эти параметры сильно зависят от температуры. Мощные тиристоры используют с устройствами охлаждения.

Напряжение прямого включения – это такое напряжение, при котором происходит открытие тиристора при открытой управляющей цепи, т. е. при IG = 0.

Это напряжение близко к напряжению пробоя, поэтому рабочее напряжение тиристора должно быть на 20 – 50 % ниже.

Управляющий ток включения тиристора – это наименьшее значение IG, при котором тиристор открывается.

Разные тиристоры включаются при различных IG и ЕG. Время включения и отключения тиристора имеет важное значение для быстродействующих схем.

Область применения

Тиристоры находят широкое применение вследствие большой мощности и достаточного быстродействия. Их используют а автоматических и регулирующих устройствах, в частности в управляемых выпрямителях.

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика